摘 要:結合武漢輕軌軌道工程,詳細介紹用K920 小型焊機焊軌的施工工藝。
關鍵詞:武漢輕軌; K920 焊機; 施工工法
1 概述
鋼軌焊接質量對鐵路行車安全和延長鋼軌使用壽命具有十分重要的意義。目前,我國鐵路鋪設的無縫線路,一般情況下廠焊采用接觸焊,工地焊采用小型氣壓焊和鋁熱焊。因接觸焊機械化程度高,焊縫材質與母材等同,且焊機有質量監控系統,保證每個焊接頭質量穩定一致,所以在3 種焊接方式中,接觸焊的焊接質量最好。
K920 閃光接觸焊機是在鐵道部科教司主持下,由上海鐵路局科研所、中鐵十一局集團等單位共同開發生產的,根據武漢軌道交通軌道一期工程的需要,中鐵十一局利用該機進行了基地小型固定式焊接。該工程全長雙線10.234 km , 其中無縫線路單線19.2 km , 鋼軌采用PD360 kg/ m 軌。施工中首先用K920 焊機將25 m 的標準軌焊成1.5 m 的長鋼軌,通過長軌運輸車送至現場鋪設后采用移動式氣壓焊焊成無縫線路。
2 K920 焊機特點
(1) 該機結構緊湊,運輸安裝方便,將兩集裝箱支撐就位,安裝好焊軌滾道線后,很快能形成生產能力。特別適用于小規模的無縫線路的基地焊接,占用場地少,安裝生產快。
(2) 焊接全過程受計算機控制,保證了焊接質量均勻可靠。
(3) 工藝簡單,勞動強度小,使用安全便利。
(4) 可自發電,也可外接電源,方便靈活。
3 施工工藝
3.1 工藝流程(圖1)
3.2 作業過程及要點
焊軌生產線根據施工要求進行安裝布置,一般情況下設有選配軌、軌端處理、推送、焊接、正火、打磨、探傷及檢測、長軌吊存等工位,每個工位以標牌形式寫出其操作規程。
(1) 選配軌 利用2 臺5 t 龍門吊將25 m 長的標準軌吊放配軌臺上,經過檢查測量,判斷其是否能上道焊接。待焊鋼軌應滿足以下規定:
① 對鋼軌全部進行探傷檢查,剔除損傷軌;
② 鋼軌進行調直處理,使鋼軌全長范圍內直順,不得有硬彎,鋼軌兩端1 m 長內不直度不得大于0.5 mm ;
③ 鋼軌長度誤差不得大于±10 mm ; 鋸切斷面處的不平整度不得大于0.5 mm ;
④ 鋼軌表面或內部不得有裂痕、重皮、夾渣、縮孔、嚴重偏析等缺陷。
(2) 軌端處理 鋼軌焊前在配軌臺上應對焊軌兩端進行除銹處理。要求表面光潔,不得有銹斑,打磨量一次不超過012 mm ; 待焊軌待焊時間超過24 h 或油水沾污,必須重新打磨處理,打磨長度600 mm 左右。
(3) 焊軌 對位合格后, 接通電源, 兩鉗口通以400 V 電壓焊接,激活自動焊接程序,分別進入預閃階段、穩定高壓閃光階段、低壓閃光、加速閃光以及頂鍛階段,頂鍛完成以后整個焊接過程結束。
閃光焊接完成后,鋼軌夾緊裝置快速松開兩鉗口, 焊機頭內的推瘤刀立即進行推瘤,完成一個鋼軌接頭的焊接。
(4) 正火 鋼軌焊接接頭需進行焊后處理。熱處理采用(氧+ 乙炔) 火焰正火。當鋼軌焊接頭溫度降至500 ℃ 以下時開始火焰正火。加熱器沿焊接頭縱向擺動,軌頭加熱的表面溫度一般不超過950 ℃,軌底角加熱的表面溫度不低于830 ℃,鋼軌表面正火加熱溫度采用光電測溫儀,并作好正火記錄。
(5) 打磨 利用鋼軌打磨機具打磨鋼軌焊接接頭的軌頂面、側面,打磨時不宜橫向打磨焊縫,且不使鋼軌表面“發藍”。在打磨時若溫度高,要暫停打磨,待溫度適宜時再進行打磨。
(6) 焊縫探傷檢查 利用超聲波探傷儀對鋼軌焊縫進行探傷檢查,遵循以下規定:探傷要待焊縫自然冷卻到50 ℃ 以下才能進行;焊縫內部任何部位發現有未焊透、裂紋、夾渣等缺陷時,該焊頭必須截鋸重焊。
(7) 焊縫驗收 焊縫探傷合格后應檢查其外觀尺寸,檢查結果符合表1 要求。
表1 焊接接頭允許幾何偏差mm
(8) 長鋼軌儲存 長鋼軌焊接驗收合格后,利用多臺龍門吊,將其吊放到長鋼軌存放臺位上。長鋼軌在儲存中按下列規定進行操作:
① 寫明長鋼軌的鋼軌編號、長度,分類堆碼;
② 堆碼長鋼軌的各層之間采用鋼軌支墊,間距5 m , 各鋼軌支墊上下對正并與各層鋼軌垂直放置;
③ 吊軌時緩起緩落,嚴禁跌落、碰撞,吊運中保持長鋼軌平穩。
4 主要設備機具配備(表2)
5 勞力組織(表3) 表3 焊接過程中的人員組織
工序內容
短軌吊放及儲存
選配軌及軌端調直
軌端除銹刷面
鋼軌推送
焊軌
焊后焊頭正火
焊頭粗磨
焊頭精磨
長軌吊運及裝車
探傷及外型檢測
6 質量要求
(1) 焊前的型式檢驗
操作人員數量
3
3(含1 名技術員)
2
4
3
2
1
2
8(含1 名指揮)
2(兼管技術資料)
共計30 人
為確保鋼軌的焊接質量,正式焊接前,首先調整焊機的焊接工藝參數,在適合的工藝參數下焊出焊頭進行型式檢驗,型式檢驗通過后再進行大規模焊接。型式檢驗按《鋼軌焊接接頭技術條件》( TB/ T1632) 中的規定完成,其檢驗項目包括10 項指標,即落錘、靜彎、疲勞、金相、硬度、外觀、斷口、探傷、拉伸及沖擊韌性, 其中任何一項不合格都不能通過,需重新調試。
(2) 焊接過程控制
型式檢驗通過后,按焊接參數進行正式焊接,不得改變。每個焊頭焊接時采用計算機全過程監控,并進行自動識別判斷,不合格時應鋸切后重新焊接。每個焊頭焊完后須進行正火,以改善其結構組織,增強其綜合機械性能,最后還要進行探傷和外觀檢測,合格后方可上線。焊完500 個焊頭后,按規定進行周期性生產檢驗。
7 施工安全注意事項
在焊軌過程中,除遵守機械本身的安全規則外,還應注意以下事項:
(1) 在鋼軌推送過程中,速度不宜過快,以防撞壞滾道或翻軌傷人;
(2) 焊接時人員應避開飛濺的火花,并設防;
(3) 正火區內禁止吸煙, 防止氧氣、乙炔泄露而爆炸;
(4) 長軌吊裝時,應使各龍門吊起吊均勻,長軌始終保持在同一水平面上。為防止某一龍門吊失靈,須設一總應急開關。
